基于FEFLOW的岸坡地下水三维渗流场模拟研究

三峡库区岸坡的涉水环境复杂,随着库水位的调度,岸坡内地下水渗流场不断地发生相应的变化。为深入研究涉水岸坡地下水渗流场的变化特征,在对巫山县江东咀地区涉水岸坡实地调查的基础上,基于三维数值模拟软件FEFLOW,通过构建涉水岸坡的渗流模型,对岸坡地下水三维渗流场在两个水文年、4种工况下的变化情况进行了三维数值模拟研究。结果表明:地下水水位随库水位的变化具有明显的"滞后效应",存在地下水渗流中的"漏斗"现象,且岸坡地下水水位的分布与地形和基岩面的位置密切相关。该研究成果可为类似涉水岸坡地下水渗流场的研究提供参考。     

水位涨落引起的库岸再造对岸坡稳定性的影响研究

自三峡库区开始蓄水以来,岸坡岩土体遇水饱和,物理力学强度降低,并受到周期性的河流地质作用,产生冲刷和淤积,最终造成岸坡地形的改变,即库岸再造,而目前岸坡稳定性研究未考虑库岸再造的影响。以巫山县某岸坡为例,对比分析了蓄水前后岸坡地形的变化特征,并利用数值模拟方法对岸坡地下水渗流特征和稳定性进行了研究。结果表明:岸坡不同位置和高程处地形的改变因地表水力特征的差异而有所不同;随着库水位的下降,岸坡地下水浸润线平缓下降,但坡度较陡一侧岸坡地下水渗流水力梯度更大,且在同一工况下,地形改造后的岸坡稳定性更高。     

库水位涨落和降雨入渗作用下岸坡中浸润线的计算

对岸坡进行稳定性分析时,需要确定库水位升降和降雨联合作用下岸坡中浸润线的位置,为此以均质土坡为地质模型,考虑在库水位升降与降雨入渗联合作用下岸坡中的非稳定渗流计算,推得库水位升降和降雨联合作用时岸坡中浸润线的计算公式;通过计算得到浸润线的动态变化规律以及压力传导系数、库水位升降速度和降雨强度对浸润线的影响,为库水位变化和降雨条件下岸坡的稳定性分析提供了依据.     

三板溪水库南孟溪堆积体演化机制与稳定性评价

水库运行过程中库水位频繁变化是导致库岸边坡变形失稳的重要因素之一。以我国西南地区三板溪水库南孟溪堆积体岸坡工程为研究对象，在前期现场调查、地质勘察和室内试验的基础上，分析了南孟溪堆积体成因机制及形貌演化过程，并结合岸坡渗流场分析，通过极限平衡分析方法对该堆积体在不同工况条件下的稳定性进行了评价。结果表明：南孟溪堆积体是斜坡表层岩体在两组陡倾节理、顺坡向缓倾层面和顺坡向断裂的不利组合作用下产生崩塌破坏的结果，其形成过程大致可分为6个阶段；正常运用条件下，库水位下降过程中，该堆积体边坡稳定性系数呈先降后升的趋势，且在库水位约为464.9 m时边坡稳定性系数达到最小值，而在水库蓄水期，边坡稳定性系数呈先保持基本稳定后逐步下降的规律；非正常运用条件下，在库水位降低20%～30%时边坡稳定性系数达到最小值；堆积体边坡在部分工况下不满足规范要求的边坡最小安全系数标准，设置重要构筑物时需要采取加固措施。     

三峡水库塌岸对麻柳林滑坡稳定性的影响分析

水库塌岸是库区重大的地质灾害,对库岸滑坡的长期稳定性有重要影响。以麻柳林滑坡为例,在现场调查的基础上,考虑了船行波的影响,采用卡丘金法对三峡水库塌岸进行了预测,并针对塌岸前和塌岸后的麻柳林滑坡,分别设定了4种库水位下降工况,且考虑50年一遇的极值降雨,研究了库水位下降联合降雨作用下麻柳林滑坡的稳定性,分析了塌岸对该滑坡稳定性的影响。结果表明:在航运繁忙的狭长河道进行塌岸预测时,船行波的影响不能忽略,预测得到麻柳林滑坡最终的塌岸宽度为120m;塌岸后麻柳林滑坡前缘变缓,与库水接触面增大,在库水位下降过程中,地下水浸润线较塌岸前更低;对于麻柳林滑坡,塌岸侵蚀了前缘阻滑段,导致该滑坡的稳定性降低约3%。     

三峡库区黄土坡滑坡库水位与降雨联合作用渗流应力耦合的数值模拟

以三峡库区黄土坡滑坡为研究对象,通过野外调研与监测,利用FLAC有限差分软件建立了黄土坡滑坡在库水位与降雨联合作用下的渗流应力耦合数值分析模型,对不同工况下黄土坡滑坡的渗流应力耦合作用进行数值模拟分析,并探讨黄土坡滑坡的复活机理。结果表明:滑坡体前缘300m内受库水位的影响较大,坡体内的渗流应力耦合作用明显,在工况一及工况二下,由于库水位的下降使滑坡体内的地下水位线下降,并且伴随着大暴雨,滑坡体内的孔隙水开始向长江排泄,滑坡体出现明显的变形;在工况三及工况四下,由于库水位的上升使滑坡体内的地下水位线上升,并且随着降雨量的减小,滑坡体内出现了反向的渗流作用,加强了滑坡体的稳定性,使滑坡重新回到了相对稳定的状态。     

三峡库区巴阳移民新村库岸稳定性分析与塌岸预测

三峡工程全面蓄水在即,库水位周期性的变动必定引起大范围的塌岸。以巴阳移民新村库岸为例,选取典型剖面,根据饱和—非饱和渗流理论,应用GEO-SLOPE软件分析了水位变动条件下库岸渗流场变化,进一步分析了库岸稳定性的变化趋势,并选用卡丘金法和极限平衡搜索法对塌岸范围进行了预测。结果表明：在蓄水至145m1、56 m1、75 m及175 m骤降至145 m四种工况中,随着库水位的上升,库岸稳定性有下降的趋势,在库水从175m骤降至145 m时稳定系数最低,预测塌岸范围24.5 m和29.5 m,为移民区土地利用提供了科学的依据。     

水位变动条件下二元结构岸坡稳定性分析——以扬中市指南村崩岸段岸坡为例

以指南村崩岸段岸坡为研究对象,通过实地调查开展地质钻探工作,获取岸坡土体的物理力学参数,并基于饱和-非饱和土渗流理论、非饱和土抗剪强度理论及极限平衡法,研究江水水位变动过程中二元结构岸坡稳定性的变化。结果表明:(1)岸坡土体为二元结构,上层为粉质黏土,下层为粉砂,粉砂层厚度较大且透水性较好,为地下水流动提供良好环境。(2)水位变动引起的饱和-非饱和土渗流对于岸坡稳定性有明显影响,岸坡稳定性在涨水期随水位上升而增大,在退水期随水位下降而减小。退水期安全系数明显低于相同条件下涨水期和洪水期,即水位降落导致岸坡稳定性降低,极易发生岸坡崩塌。(3)水位上升速度越快,岸坡安全系数最大值越大,即岸坡在水位骤涨时更加稳定;水位下降速度越快,岸坡安全系数的最小值越小,即岸坡在水位骤降时更容易发生失稳崩塌。     

非饱和渗流作用下云阳西城滑坡稳定性分析

基于非饱和土理论采用有限元法模拟了云阳西城滑坡在雨水入渗和库水位下降过程中暂态渗流场的变化,然后将计算得到的暂态孔隙水压力分布用于滑坡稳定性的极限平衡分析。同时,采用延伸的摩尔—库伦破坏准则以便考虑基质吸力对抗剪强度的贡献,计算了暴雨工况和库水位下降工况下的稳定性系数。研究结果表明:降雨引起的暂态渗流场对滑坡稳定性有明显的影响;考虑基质吸力对抗剪强度的贡献,会明显提高滑坡稳定性;由于该滑坡渗透系数较大,库水位下降引起的暂态渗流场对该滑坡稳定性系数的影响不如降雨引起暂态渗流场的明显;该滑坡主要受暴雨影响。     

库水位变化与降雨作用下库岸斜坡稳定性分析

三峡水库正常蓄水后,库水位在175-145m之间周期性波动,库岸斜坡地下水渗流状态将会发生较大的改变.可能导致斜坡失稳.本文采用数值模拟方法,以巴东县西壤坡为例,分析了在库水位升降与降雨联合作用下斜坡体内地下水渗流场的变化过程,通过渗流场与应力场的耦合模拟分析,探讨了库岸斜坡在水位变化及降雨作用下稳定性的变化特征.